.png)
Gang xám có độ cứng nằm trong khoảng nào? Độ cứng cụ thể của từng mác gang xám làm như thế nào? Cùng GOAT tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
Độ cứng của gang xám thể hiện điều gì?
Thuật ngữ độ cứng phản ánh tính chịu uốn, mài mòn, trày xước của vật liệu.
Độ cứng của vật liệu là khả năng chống lại sự lún của bề mặt tại chỗ ta ấn vào đó một vật cứng hơn. Vật liệu càng khó lún thì độ cứng càng cao. Như vậy, xác định được độ cứng giúp sơ bộ đánh giá được độ bền và độ dẻo của vật liệu.
Về Phương pháp đo độ cứng Brinell đánh giá độ cứng của gang xám
Đây là phương pháp kiểm tra độ cứng lâu đời, được phát minh bởi kỹ sư người Thụy Điển tên là Johan August Brinell vào tháng 8 năm 1900.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi và đã được tiêu chuẩn hóa để kiểm tra độ cứng vật liệu trong các ngành kỹ thuật và luyện kim. Trong đó có kiểm tra độ cứng của gang xám nằm trong khoảng nào.
Độ cứng Brinell được xác định bằng cách nhấn một khối cầu bằng thép cứng hoặc cacbit có đường kính D xác định dưới một tải trọng P cho trước, trong khoảng thời gian nhất định, bi thép sẽ lún sâu vào mẫu thử
(Mũi thử trong phương pháp đo độ cứng của gang xám là bi thép có đường kính 10 mm với lực ấn 3000 kg ấn lõm vào bề mặt kim loại. Tải được duy trì không đổi trong một thời gian xác định (từ 10 đến 30 s))
Công thức tính độ cứng Brinell
Trong phương pháp này, trị số độ cứng gọi là HB được xác định bằng áp lực trung bình, biểu thị bằng Newton trên 1 mm2 diện tích mặt cầu do vết lõm để lại, độ cứng Brinell được tính theo công thức:
Công thức tính độ cứng Brinell
Thử nghiệm cung cấp kết quả số để định lượng độ cứng của gang xám, được biểu thị bằng số độ cứng Brinell - HB
Gang xám có độ cứng nằm trong khoảng nào?
So với các loại hợp kim hiện đại khác, gang xám có giới hạn bền kéo và tính kéo sợi thấp. Độ dẻo hay tính dễ kéo sợi (ductility) là khả năng chịu biến dạng dẻo của kim loại trước khi bị phá hủy. Vì vậy, gang xám hầu như không có tính bền chịu va đập.
Hình dạng và tính chất cơ học của gang xám có độ bền cơ học kém
Như vậy, do hình dạng và tính chất cơ học của graphit (có độ bền cơ học kém) nên gang xám có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp.
Gang xám có độ bền nằm trong khoảng 35 – 40 Kg/mm2
Gang xám có độ cứng nằm trong khoảng 150 – 250 HB
Có những mác gang xám nào?
Gang xám có độ cứng nằm trong khoảng dài như vậy bởi chúng có những mác gang khác nhau.
#1. Mác gang xám theo chuẩn SAE J431:
Gồm có các mác: G1800, G2500, G3000, G3500, G4000
|
Loại gang xám |
Độ cứng Brinell |
|
G1800 |
120–187 |
|
G2500 |
170–229 |
|
G3000 |
187–241 |
|
G3500 |
207–255 |
|
G4000 |
217–269 |
#2. Mác gang xám theo tiêu chuẩn ASTM:
Ở Mỹ, hệ thống phân loại phổ biến nhất đối với gang xám là bộ Tiêu chuẩn Quốc tế ASTM A48.
Gang xám ASTM A48 Gồm các mác (Class): 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60.
Cụ thể, theo tiêu chuẩn ASTM, gang xám được phân loại dựa theo giới hạn bền kéo (tensile strength), đơn vị là ksi hay x103 psi;
Ví dụ:
Gang xám số 20 có giới hạn bền kéo là 20 ksi hoặc 20.000 psi (tương đương 140 MPa).
Gang xám số 20 có cấu trúc ferrit và nồng độ cacbon tương đương cao.
Gang xám có số càng cao, lên đến 40, có cấu trúc pearlit và nồng độ cacbon tương đương thấp hơn.
Trên mức 40, gang xám cần đến quá trình gia cường và luyện nhiệt dung dịch rắn để bổ sung cấu trúc.
Gang xám loại 80 là loại cao nhất, nhưng có đặc tính rất giòn.
Tiêu chuẩn ASTM A247 cũng thường được sử dụng nhằm mô tả cấu trúc graphit trong hợp kim. Các bộ tiêu chuẩn ASTM khác có liên quan đến gang xám bao gồm: ASTM A126, ASTM A278, and ASTM A319.
So sánh độ cứng của gang xám theo tiêu chuẩn ASTM A48
Loại gang xám
ASTM A48 |
Độ cứng Brinell |
|
20 |
~160 |
|
30 |
174 – 210 |
|
40 |
183 - 285 |
|
60 |
~ 300 |
Gang xám ASTM A48 class 40 có độ cứng trung bình là 235 HB
Tính chất vật lý và cơ học của Gang xám. Nguồn tham khảo: material-properties.org
Theo Material Properties thì "Gang xám - ASTM A48 Class 40 có độ cứng xấp xỉ 235 HB."
Các chỉ số khác của gang xám ASTM A48 Class 40 như sau:
|
Tên |
Gang xám |
|
Giai đoạn tại STP |
Chất rắn |
|
Khối lượng riêng - Density |
7150 kg / m3 |
|
Độ bền kéo - Ultimate Tensile Strength |
395 MPa |
|
Mô đun đàn hồi của Young - Young’s Modulus of Elasticity |
124 GPa |
|
Độ cứng Brinell - Brinell Hardness |
235 BHN |
|
Nhiệt độ nóng chảy - Melting Point |
1260 ° C |
|
Dẫn nhiệt - Thermal Conductivity |
53 W / mK |
|
Nhiệt dung - Heat Capacity |
460 J / g K |
Trên đây là các thông tin trả lời cho câu hỏi: "Độ cứng của gang xám nằm trong khoảng nào". Mục đích chính của chuyên mục này là giúp bạn đọc tìm thấy được các thông tin thú vị và quan trọng về vật liệu gang và đặc tính của chúng.
GOAT hy vọng rằng, bài viết này sẽ giúp ích cho bạn. Nếu cần thêm các thông tin liên quan, đừng quên quay lại với: [ naphoga.vn ] , sẽ có rất nhiều bài viết dành cho bạn.
Cảm ơn và chúc bạn thật nhiều niềm vui!
Tổng hợp: Ban Biên Tập GOAT